具有電機驅動器的負載分級開關的製作方法

2023-06-23 18:38:36 1

專利名稱：具有電機驅動器的負載分級開關的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有電機驅動器的負載分級開關。
這種用於內部設備的負載分級開關由申請人的公司出版物「Laststufenschalter AVT-Betriebsanleitung(負載分級開關AVT操作指南)」，印刷版本BA 163/01de，0802/500已知，它用於調節負荷下乾式變壓器的變壓比。這種已知的負載分級開關根據快速電阻切換的原理工作。它具有一個用於無負載地預先選擇所要切換到的新的繞組抽頭的選擇器，以及一個用於後續實際切換的負載轉換器。使用真空開關電池(Vakuumschaltzellen)作為負載轉換觸點。在這種情況下用於啟動切換的電機驅動器被集成到負載分級開關的殼體中。
此處適用的標準，如IEC 60214和VDE 0532，規定電機驅動器具有旋轉方向監控，並包括保證能夠自動終止已開始向一個方向切換的裝置。上述過程必須以獲得關於旋轉方向的信息為前提。為保證實現此要求，在已知的負載分級開關中設置了一個用於監控旋轉方向的旋轉場檢驗繼電器和一個用於自動終止已開始的切換的雙穩態繼電器(鎖流繼電器)。但是上述電子元件存在兩方面缺點一是價格昂貴，二是在苛刻的環境條件下容易產生問題。
因此本發明的任務是提供一種在上文中所提到的類型的、具有電機驅動器的負載分級開關，其中能夠以簡單、經濟的方式實現上述的安全要求。
這一任務通過具有權利要求所述特徵的負載分級開關來實現。
本發明中的負載分級開關具有不同的新特徵，這些新特徵相互組合滿足了上述的安全要求。其中，旋轉方向監控以及電機驅動器的重新啟動是由基本已有的報告信息推導出來的。尤其具有優點的是不再需要任何附加的機械元件；上述的旋轉場檢驗繼電器和雙穩態繼電器都可以省去，而無需加以替代。
為實現上述目標，建議了以下特徵首先，在負載分級開關的負載轉換器上設置有電感性的距離傳感器，以檢測其位置。
此外，在電機驅動器和負載分級開關之間的聯接杆上設置了用於脫扣監控(Entlinkungsüberwachung)的裝置，它們具有凸輪開關。
另外，提供了用於對電機驅動器做出機械運行報告信息的裝置；它藉助於一個與方向無關的凸輪軌在選擇驅動器上直接獲得所述報告信息。
最後，提供了用於對(已知)電機保護器做出運行報告信息的電氣裝置。
下面以舉例方式更詳細地描述本發明。如圖所示

圖1示出了電感性距離傳感器的結構，圖2示出了電機驅動器與負載分級開關之間的聯接杆上用於脫扣監控的裝置，圖3示出了選擇驅動器上用於做出機械運行報告信息的裝置，圖4示出了作為根據本發明的負載分級開關的一個組成部件的電機驅動器的完整電路圖，圖5示出了具有安全裝置的電路細節圖，圖6示出了從乾式變壓器的一個繞組抽頭切換到另一個(相鄰的)繞組抽頭的切換過程示意圖。
圖1中示出了如何通過負載轉換器上的電感性距離傳感器S70，S71來獲取負載轉換器的位置。其中生成一個直接/間接的報告信息，這個報告信息通過將在下文進一步描述的輔助保護器K13和K14來倍增。在一次切換結束之前，負載轉換器自身切換約20度角。而在整個實施例中，對於每次負載轉換以360度的整體旋轉角開始。
圖2詳細示出了用於脫扣監控的裝置。為此在電機驅動器和分級開關之間的聯接杆上設置了一個凸輪軌，如圖中加黑部分所示，該凸輪軌向一個方向擴展130度，使得與之相應的凸輪開關S23和S24——根據各自的實際設置和受控的運轉方向——在切換開始後打開25度，或者在切換結束前關閉25度。
圖3示出了用於電機驅動器的機械運轉報告的裝置。圖中示出了一個以與方向有關的方式來工作的凸輪軌，它直接設置在選擇驅動器上。在這種情況下，凸輪開關S13在切換開始後打開35度，或者在轉換結束前再關閉35度。只有當旋轉角大於35度時選擇器的運動才自動開始。
圖4示出了根據本發明繪製的電路圖，此外圖中還包括其他已知的、但對於說明整體功能是必要的組成部件。這同樣適用於圖5中示出的實際監控單元。如圖4和圖5所示F2電弧監控單元H1信號燈K1電機保護器K2電機保護器K13 距離傳感器S70的輔助保護器K14 距離傳感器S71的輔助保護器K20 步進開關繼電器K29 定時繼電器M1電機Q1電機保護開關S3高位/低位開關S4用於K1的極限開關S5用於K2的極限開關S8A和B安全開關S13 凸輪開關
S23凸輪開關S24凸輪開關S38電位計觸點S70距離傳感器S71距離傳感器X... 終端下面將對根據本發明的具有電機驅動器的負載分級開關的操作方式再一次進行陳述，並著重介紹該負載分級開關的滿足說明書開始所述技術要求的安全設備。在控制電機保護器K1和K2中的一個進行工作之後，電機驅動器中的電機M1開始啟動。打開25度後，凸輪開關S23/S24交換彼此位置(參見圖2)。切換開始後35度時，另一個凸輪開關S13將切換重新啟動裝置/旋轉方向監控裝置使其啟動(參見圖3)。當凸輪開關S13啟動時，負載轉換器和電感性的距離傳感器S70/S71及其用於使報告信號倍增的輔助保護器K13/K14(參見圖1)不交換位置，同時監控脫扣的凸輪開關S23，S24(參見圖2)也不交換位置。
在這段時間內查詢到下列工作狀態負載轉換器位置均勻(K13啟動，K14未啟動)運行方向向右(K2啟動，K1未啟動，S24啟動，S23未啟動)負載轉換器位置均勻(K13啟動，K14未啟動)運行方向向左(K1啟動，K2未啟動，S23啟動，S24未啟動)負載轉換器位置不均勻(K14啟動，K13未啟動)運行方向向右(K2啟動，K1未啟動，S23啟動，S24未啟動)負載轉換器位置不均勻(K14啟動，K13未啟動)運行方向向左(K1啟動，K2未啟動，S24啟動，S23未啟動)根據上述排序規則，所有可能的工作狀態都是可以被查詢到的。查詢本身通過上面提及的報告信息觸點的電氣錯接而獲得。這些觸點直接作用於電機保護開關Q1(旋轉方向監控)或電機保護器K1，K2(重新啟動裝置)。
下面將根據圖4所示的電路圖對切換流程再一次進行詳細闡述。控制過程本身按照步進切換的原理來工作，並且符合IEC 60214的要求。兩個電機保護器K1，K2控制電機分別向不同的旋轉方向運轉，電機保護開關Q1保護電機避免發生過載，並提供了用於切斷電路的解扣線圈。所有下面採用的角度說明均涉及每次切換為360度的完整旋轉角。
a)負載轉換器位置不均勻，向右控制負載轉換器處於不均勻的位置，S71運行，K14拉起，S23運行。在控制電機保護器K2之後，電機M1向「右側」運轉方向運轉。在打開25度後，用於脫扣監控的凸輪開關到達指定位置，凸輪開關在整個檢驗階段(35度至325度)都將保持此位置。根據圖2所示，在這種情況下狀態不變；S23保持運行，S24不運行。凸輪開關S13(圖3)在打開35度後開始運行，並啟動檢驗和重新啟動階段。
對於凸輪開關S13(已啟動)以及用於使負載轉換器的位置報告信息倍增的輔助保護器K13的開路接點(未啟動)，在凸輪開關S24(未啟動)上加有電壓。如果由於正確旋轉方向S24而沒有被啟動，則電壓將施加在用於「右側」運轉方向的電機保護器K2的線圈上；確保重新啟動直至凸輪開關S13釋放。如果S24例如由於與接線柱連接的錯誤旋轉場而被啟動，將通過打開凸輪開關S13並通過電機保護器K253-54的輔助觸點釋放電機保護開關Q1b)負載轉換器位置不均勻，向左控制負載轉換器處於不均勻的位置，S71運行，K14拉起，S23運行。在控制電機保護器K1之後電機M1向「左側」運行方向運轉。在打開25度後，用於脫扣監控的凸輪開關到達指定位置，凸輪開關在整個檢驗階段(35度至325度)都將保持此位置。根據圖2所示，S24運行；S23落回。凸輪開關S13(圖3)在打開35度後開始運行，並啟動檢驗和重新啟動階段。
對於凸輪開關S13(已啟動)以及用於使負載轉換器的位置報告信息倍增的輔助保護器K13的開路接點(未啟動)，在凸輪開關S24(已啟動)上加有電壓。如果由於正確旋轉方向S24而被啟動，則電壓將施加在用於「左側」運轉方向的電機保護器K1的線圈上；確保重新啟動直至凸輪開關S13釋放。如果S24例如由於與接線柱連接的錯誤旋轉場而沒有被啟動，將通過打開凸輪開關S13並通過電機保護器K153-54的輔助觸點釋放電機保護開關Q1。
c)負載轉換器位均勻，向右控制負載轉換器處於均勻的位置，S70運行，K13拉起，S24運行。在啟動電機保護器K2之後電機M1向「右側」運行方向運轉。在打開25度後，用於脫扣監控的凸輪開關到達指定位置，凸輪開關在整個檢驗階段(35度至325度)都將保持此位置。根據圖2所示，在這種情況下狀態不變；S24保持運行，S23不運行。凸輪開關S13(圖3)在打開35度後開始運行，並啟動檢驗和重新啟動階段。
對於凸輪開關S13(已啟動)以及用於使負載轉換器的位置報告信息倍增的輔助保護器K14的開路接點(未啟動)，在凸輪開關S23(已啟動)上加有電壓。如果由於正確旋轉方向S23而沒有被啟動，則電壓將加在用於「左側」運轉方向的電機保護器K2的線圈上；確保重新啟動直至凸輪開關S13釋放。如果S23例如由於與接線柱連接的錯誤旋轉場而被啟動，將通過打開凸輪開關S13並通過電機保護器K253-54的輔助觸點釋放電機保護開關Q1。
d)負載轉換器位置均勻，向左控制負載轉換器處於均勻的位置，S70運行，K13拉起，S24運行。在啟動電機保護器K1之後電機M1向「右側」運行方向運轉。在打開25度後，用於脫扣監控的凸輪開關到達指定位置，凸輪開關在整個檢驗階段(35度至325度)都將保持此位置。根據圖2所示，S23運行；S24落回。凸輪開關S13(圖3)在打開35度後開始運行，並啟動檢驗和重新啟動階段。
對於凸輪開關S13(已啟動)以及用於使負載轉換器的位置報告信息倍增的輔助保護器K14開啟裝置(未啟動)，在凸輪開關S23(已啟動)上加有電壓。如果由於正確旋轉方向S23被啟動，則電壓將施加在用於「左側」運轉方向的電機保護器K1的線圈上；確保重新啟動直至凸輪開關S13釋放。如果S23例如由於與接線柱連接的錯誤旋轉場而沒有被啟動，將通過打開凸輪開關S13並通過電機保護器K153-54的輔助觸點釋放電機保護開關Q1。
由於凸輪開關S23和S24的所有觸點都是接通的，監控和重新啟動設備的錯誤將被自動識別，並且導致電機保護開關Q1釋放。如果在識別負載轉換器的各個位置時發生錯誤，則兩條監控迴路將在電氣上處於啟動狀態，或者處於未啟動狀態；這良種情況都將導致電機保護開關Q1釋放。
權利要求
1.具有一個電機驅動器的負載分級開關，用於在帶負荷情況下在一個可調變壓器的各個繞組抽頭之間進行不間斷的轉換，其中設置有一個用於無負載地預先選擇新的繞組抽頭的選擇器和一個在帶負荷情況下進行實際轉換的負載轉換器，其中選擇器和負載轉換器共同由電機驅動器的一個聯接杆來操縱，以使得電機驅動器一方面操控選擇器的選擇驅動器，另一方面拉起對負載轉換器進行後續操控的力存儲器，其中電機驅動器具有一個電機，該電機可分別藉助於一個電機保護器與旋轉方向有關地被啟動，並且在該電機的電路中設置有一個電機保護繼電器，其特徵在於，在負載轉換器上設置電感性的距離傳感器(S70，S71)，該傳感器檢測負載轉換器的各個位置；在聯接杆上設置一個與旋轉方向相關工作的凸輪軌和兩個與該凸輪軌相對應的凸輪開關(S23，S24)；在選擇驅動器上直接設置另外一個與旋轉方向無關工作的凸輪軌，該凸輪軌對應於另一個凸輪開關(S13)；並且設置有用於將距離傳感器(S70，S71)、凸輪開關(S23.S24)以及另一個凸輪開關(S13)分別獲得的實際開關位置與負載分級開關每次操作時的正常狀態進行比較的電氣裝置，使得當上述開關狀態中的至少一個開關狀態偏離了正常工作狀態時，可以啟動電機保護開關(Q1)。
全文摘要
本發明涉及一種具有一個電機驅動器的負載分級開關，其中通過下述方式來實現監控和重新啟動功能在負載轉換器上設置電感性的距離傳感器以獲取其位置，它與獨立的、由凸輪盤按照特定順序來操作的凸輪開關一起工作。根據本發明，結果是在每次切換時執行一次可信度檢驗，並在偏離正常狀態時啟動電機保護開關。
文檔編號H01H9/00GK1706015SQ200480000947
公開日2005年12月7日 申請日期2004年8月12日 優先權日2003年9月24日
發明者于爾根·阿赫 申請人:賴茵豪森機械製造公司